事件概况
某年 1 月强降雪期间,某山区多隧道电气化铁路区段(已脱敏,下同)。降雪伴随大风,风雪自隧道口大量卷入,洞口以内数百米范围的接触线与承力索出现覆冰,冰层以雾凇与混合冰为主。列车通过洞口段时受电弓刮冰困难,取流离线与燃弧剧增,牵引变电所馈线在数日内多次跳闸,行车秩序受到明显影响。经登乘检查确认,覆冰集中出现在隧道口内外过渡段,洞内深处反而较轻。事件未造成断线塌网,但属典型的环境·覆冰类故障——覆冰灾害在隧道口微地形上的集中爆发。
经过与处置
- 跳闸联动:馈线跳闸后供电调度与行车调度联动研判,结合重合闸动作特征初步锁定故障区段位于某隧道口附近;
- 登乘确认:安排添乘观测与人工登乘检查,确认洞口段接触线工作面包裹冰层、承力索挂冰,受电弓通过时火花放电连续;
- 应急除冰:利用天窗维修组织绝缘杆敲击、专用刮冰工具除冰,并协调开行热滑列车碾压融冰;
- 限速管控:对覆冰未清除彻底的锚段申请临时限速,降低弓网冲击与燃弧强度;
- 持续监测:降雪期间每昼夜巡检洞口段覆冰生长情况,动态调整除冰频次;
- 事后论证:冰情解除后组织专题分析,论证洞口挡风导流、防冰涂装等长效治理措施。
原因分析
直接原因:该隧道口地形开口正对迎风坡,强降雪伴随大风形成"风雪灌入"效应,过冷却水滴与湿雪随气流涌入洞内;洞口段恰处于"洞外低温高湿—洞内相对封闭"的环境交界面,接触线工作面迅速包裹冰层。冰层为不良导体,受电弓滑板与接触线之间被冰层隔离,取流时形成间隙击穿放电,燃弧率大幅上升(参见燃弧率定义),弓网电弧持续烧蚀接触线表面;弓网系统无法稳定取流,馈线保护检测到异常电流特征后动作跳闸。
间接原因:一是洞内外温差使融冻交替进行,白天部分融化、夜间重新冻结并逐层加厚,冰层反复生长;二是降雪初期列车密度较低,冰层有充分的静置生长时间,待车流恢复时冰层已经厚实;三是该区段接触线为铜合金材质,低温下变硬变脆,机械刮冰效率下降且加剧工作面损伤;四是承力索同时挂冰增大了悬挂负载,线索弛度变化进一步恶化弓网贴合状态(参见舞动与覆冰的耦合风险)。
管理原因:冬季防冰预案以露天区段杆塔覆冰为重点,对"隧道口集中覆冰"这一微地形场景缺乏针对性条款;气象预警与供电除冰的联动机制不健全,从降雪预警到天窗申请、工具就位的响应链条偏长;洞口段无覆冰监测手段,冰情掌握完全依赖人工巡视;历年冰情数据未建档,重点部位清单不完整。
整改措施
技术整改:
- 将各隧道口内外一定范围列为冬季重点除冰部位,预置绝缘操作杆、刮冰工具与照明设备;
- 论证洞口风屏障、导风装置与接触线防冰涂装的适用性,按轻重缓急分批实施;
- 利用C3 车载接触网运行状态检测装置燃弧数据跟踪冰情发展,实现"数据发现—定点除冰";
- 冰期前后对洞口段接触线工作面检查刮冰造成的磨损与毛刺,及时打磨消除烧损隐患。
管理整改:
- 修订防冰应急预案,建立"气象预警—冰情巡查—天窗除冰—限速管控"闭环流程,明确各环节责任与时限;
- 与气象部门建立冬季专项会商机制,将风口地形隧道口纳入重点部位清单实行挂牌管理;
- 建立逐年冰情档案,记录每次过程的风速风向、覆冰形态、处置用时与跳闸情况,为长效治理立项提供依据;
- 组织除冰作业实操培训,规范绝缘工具使用与安全卡控措施。
上述整改措施执行应参照以下现行标准:
经验教训与相关条目
本案例的核心教训有三:其一,隧道口是风雪入洞的"漏斗",微地形决定微气候,同一条线路不同隧道口的冰情可能天差地别,防冰部署必须按点位而非按线路一刀切;其二,覆冰跳闸的本质是"绝缘层+机械负载+燃弧烧蚀"三重作用叠加,处置必须同时考虑恢复取流与保护线索,单纯强调送电恢复会透支设备状态;其三,应急除冰的能力取决于平时——工具预置、流程演练与数据积累缺一不可,等雪来了再准备必然被动。
- 覆冰灾害(病害):本案例所属病害类型
- 隧道内接触网设计:隧道区段设计背景
- 季节性整治(防冰防雷防暑):防冰工作的制度框架
- 弓网电弧:冰层击穿燃弧的机理
- 燃弧率:燃弧程度的量化指标
- 离线(术语):取流中断的基本概念
- C3 车载接触网运行状态检测装置:燃弧数据的监测来源
- 接触网故障应急处置:跳闸处置的总体流程
- 天窗维修:除冰作业的组织方式
- 承力索:同步挂冰的悬挂线索
- 参考资料
- [1] TB 10621-2014《高速铁路设计规范》
- [2] 接触网运行维修规则(现行有效版本)
- [3] Atmospheric icing(Wikipedia, 访问日期 2026-08-24) —— 隧道口温差结冰的形成条件;适用条款:§ 全文。